автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.08, диссертация на тему:Исследование и разработка программно-аппаратныйметодов измерения временных параметров сигналов в устройствах фазометрическик систем

:В1ННИЦЬККЙ ДЕРлАВНИЙ ?ЕХН1ЧНИЙ yHÎBSPCIiTE?

РГ6 од

- a m «96

На правах рукопксу

ГУЛЬЧАК Юрхй Петрович

рсзровха î досихдженкя

ПРОГТА" ЯС-AílAFAI! 1ИХ ЧЕГОДхЗ ЗИ'лХРЮЗАННЯ ЧАСОВЖ ПАРАМЕТР! В СИГНАЛОВ В ПРЖТРОЯХ ФАЗ С1 ЕТРИЧНЖ систем

C5.II.C8 - Радховгапрюнальш прилади

Автореферат дксертащх на здобуття наукозого ступени кандидата техкгчшис наук

Впшиця - 1995

Дясертащею е рукопис _ ■

Робота -виконана на кафедр! рад1отехнхки Вшнитдького державного техшчного унхверситету

Науковий кер1вник: доктор техн1чних наук, професор Су:;'ян В. Я. ' '

0ф1цхйн1 опоненти: ' доктор технхчних науц, професор п'ят][н С. 1.

■ кандидат технхчних наук Скрипняк I. Ю.

'• Пров!дна установа:. СКБ "Спектр" ...

м- КИ1В

Захист вгдбудзться "¿7' 09 199ор. о " 10 "годин1 на заС1даннх спехцалхзовано! вченох ради Д 10.01.01 р Вхнницькому державному техн1чному ун1верситетх за адресою: 285021, м. Вхнниця, Хмельницьке.шосе, 95.,

3 дисертащею чожна рзнайомитися в б1блштецх Вхнницького державного техшчного унгверситету.

Автореферат розхсланий "ЗУ " 07 1993р.

Вчений секретар А/Ц

спещалхаовано! вченох ради ^пи^^' Ккиччук С. В.

ЗАГАДЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОЕОТИ.

Актуальн1сть досл1джень меттшв . анализу даних i сбм!ну 1нформац1£Ю в пристмях фазометричних систем С<ХМС) обумовлена зростаючиш об'емами експериментальних дссл1д-жень. Подальвдй розвиток Фазових систем пов'язаний з! стао-ренням новик ал горите! в функшонування. принцип! в обшну даними, стисканням поток!в 1нформацп, а також з розробкою новик ыетод!в i 3aco6iB вимшювань спервинних датчик!в, . пе-ретворювач1в вим!ртааник величин). В даний час основна увага прид!ляеться'дослдженню метад1в.1 засоб1в фазових вим1рю-вань i автоматизацп вим!ршань: питания ж алгоритм! зацп вим!ртанБ в оме, пшграмда-апаратного розшшлу вим!ряь вальних процедур, ефективност! такого розподиу, д!агюстики похибок дооиджен1 недостатньо. Актуальшсть доойдженъ тдтверджуе 1 те, що робота по розробщ. i впровадженню в сер!йнв виробництво електроннозс фазометрично! системи вклкь чен! в. м1жвуз1всысу науково~техн1чну - програму "Створити текншн! i програмн1 засоби обчиелтеально! техн!ки, розро-бити методи'використання м1кропроцесор!в i míkpo-EOM для автоматизацп прилад!в, установок, i технолопчних прошс1в на 1986-1990 рр".

Мета робота - розробка i досл!дження програмно-апарат-них метод1в i засоб!в побудови пристроив Фазометричних систем з покрааеними техн1ко~економ1чними характеристиками.

Для досягнення поставлено! мети сформульован! i вир!ше-hí сл1дуюч1. задач!:

- проведений анаиз апаратних i програмних метод!в побудови вим!рювач1в часових параметр!в сигнал1в в 1нФормац1й-но-вим!рювальних системах (IBC) з метою визначення основних п1дход!в до програмно-апаратних реал!зац!й пристрой тс:

~ розроблен! алгоритми Функшонування i структурн! побудови фмс з програмно-апаратним розподиом функшя вим!рю-вально! процедури:

- розроблений фазовий метод вшйрювання вдаошення амплитуд зм!нних напруг. який дозволяе максимально 1денти-ФШвата вим!рювальний тракт оме:

- розроблений метод часо-1мпульсного перетворення в ба~ гатоканалъних Фазових системах," який забезпечив скорочення апаратних витрат, пропорщйне к!лькост1- вим!рювалъних кана-

л! в;

- проведен! експериментальш досл!дження розроблених метод!в та алгоритм!в.

Методи дослджень. Пои проведенн! досл!джень були ви-користан1 методи теорп 1нФормацп ! кодування, теорп чисел, теорп в!ропдност! ! мате матично! статистики, методи матема-тичного 1 ф!зичного моделювання.

Новими науковими результатами робота е:

- розроблений новий метод вим!рювання кумулятавних ФаЗО-

вих зсув1в*.

- розроблений Фазовий метод вим1рювання в!дносник ампл!-туд, який базуеться на перетворенн! в!дношення ампл!туд в Фазовий !нтервал:

- розроблений принцип реал!зацп часо-!млульсного песе-творення в багатоканальних фазометричних системах;

- одершний анаитичний вираз для ошнки похибок плавно зм1нюаних кумулятавних Фазових зсув!в при р!зних законах зм1ни Фаз:

- розроблен! ефективн! алгоритми вим!ршання фазових зсув1в в фазометрах з 1нформац1йною надм!рн1стю:

- розроблен! принципи побудови програмно-керованих ка-л1братор!в фазових зсув!в з дов!лъною вар!ашею частота ви-м1рювальних канашв:

Практична щншсть робота:

- розроблен! един! вимоги до вибору м!кропроцесорник засоб!в для пристроив фазових вим!рювань:

- розроблен! швид[сод1юч1 алгоритми програмно! реалпа-цп часо-!мпульсного перетворення:

- розроблен! алгоритми вим!рювання кумулятавних фазових зсув!в з тдвишеною частотою квантуючих !мпульс!в:

- розроблен! алгоритми та структури для точного визна-чення киъкост! повних Фазових цщшв при вим!рюванн1 кумулятавних фазових зсув!в:

- розроблен! д!юч! зразки програмованих кап!братор!в фазових зсув1в:

- розроблен! програмно-аларатт реал!зацн вим!рювач!в Фазових зсув1в:

- розроблен! д!яш зразки багатоканальних амгшфазомет-

р!в.

Реал!защя результат!в робота. Результата, дисер--

ташино! робота використан! п1д час виконання НДР М 3128» 3132. 3135, 3138, як1 виконувались у вшвдькому гаштех-ншному 1нститут1. Автором безпосередньо були розробленк

- швидксшючий кумулятавний реометр 1 контролер до нього. розроблений в рамкак НДР N 3128 "М1крон-Ф":

- контролер до цифрового калибратора • прирост!в кута . зсуву фаз, розроблений в рамкак НДР N 3128 1 НДДКР N 3134 "Повхрка 2Ф":

- буферний запам'ятовуючий пристр!й з - блоком аналзу для 1ВС контролю форми П0В6РНН1 в ражах НДР N 3135:

- автоматизований багатоканальний амшифазометр рад!о-сигнал!в у в1дпов1дност! з НДР N 3138 "СоФ1т-НФВ":

- алгоритми функшонування I программе забезпечення фа-зометричних систем, розроблених в рамкак НДР И 3128, 3132, 3135, 3138.

Результата досл1дженъ використаш при розробщ 1 впровадженн! в малосер1йне виробництво електронно! фазомет-рично! системи в склад1 АРМП-ЛР Савтоматизованого робочого М1сця для пов1рки засоб!в вим!рювання л1н1йних розмшвэ. Розроблена система застосована для атестацп 1 пов!рки вз1р-цевик засоб1в вим1рюань довжин в д1апазон! ¡9,3-58 мкМ.

Апробащя робота. Основш результата робота допо-В1дались 1 отримали позитивна ошнку на сл!дуючих науко-во-техн1чних конференции:

- Республиканской конференции "Системы контроля параметров электронных устройств", Киев, 1986 г.;

- Республиканской конференции "Диагностика и коррекция погрешностей преобразователей технологической информации", Киев, 1989 г.:

- Всесоюзной конференции "Современные проблемы Фазоизмерительной текники и ее применение", Красноярск, 1989 г.:

- Всесоюзной конференции "Элементы - и узлы современной приемно-усилителъюй аппаратуры", Москва, 1999 г.;

- Всесоюзной конференции "Современные методы радиоизмерений в диапазонак высоких частот С 84) и сверхвысоких частот ССВЧ)". Новосибирск, 1991 г.:

- Всесоюзном семинаре "Методы повышения эффективности Фазовьи радиотехнических систем", Винница, 1998 г.

Публ1каци. По тематищ дисертащйно! робота опубл!ковано 14 науковик праць.

структура i обсяг робота. дисергашя mí стать НО сто-piHGfc машнописного тексту i складаеться 13 вступу, чоти-рьох роздьив, висшвк1в, списку л1тератури с 159 найменувань) i додатк1в.

КОРОТКИЙ 3MICT РОБОТИ.

У ВСТУП1 обгрунтована актуальн1сть тематики досл1джень, сформульована мета робота i представлена коротка аноташя ЗМ1СТУ, визначен! методи доанджень. наукова новизна та практична шннють отриманих результат!в.

У ПЕРШОМУ РОЗД1Л1 проведений анал1з основних метод!в i засоб!в вим1рювання кута зсуву Фаз СКЗФ) як в межах Q°- зезГ так i в межах Q - 2 91Н С так званих кумулятивних свзовик зсу-в1вэ. В1дм1чено, що в дания час широкого розповсюдження на-були системи. в якии Фазовимюювач безперервно В1дсл1джуе зм1ну кута' зсуву Фаз i при кожному переход! через 36ß°формуе сигнал для шдракунку к!лькост1 ФЦ.

3 учаего автора розроблений алгоритм!чний метод bhmipö-вання КФЗ. Зпдно методу к1льк1сть повних Фазовик цикл1в N визначаеться за виразом

Мрц - Ы0 + iign (% - ) А Ч> СD

де д i. ящо | % -fK+t | г» Я (0,5 ФЦ) ящо j ÍPK -%и\с «ГС (0,5 фи,) при виконанн! умови. що в двох сус!дн1х циклах прир!ст кута зсуву фаз не перевшцуе 185° с8,5 ФЦ).

У вираз! CD % - величина зсуву Фаз при k-тому bmmípi, 9к+1 - величина зсуву фаз при к+1 bmmípi.

Виходячи з анал!зу структур вим1рювач1в КФЗ зроб-лено висновок, що ix моша розглядати як два окоем! пристрой власне фазометр i вим!рювач kíjibkoctí <щ. Так як пе-даважна б!льш1сть фазометр!в будуетъея на принципах часо--1мпульсного перетворення СЧ1Ш, проведена аналог! я побу-дови ix структур з пристроями вим!рювання часових парамет-Р1в гармоншних сигнала.

За рахунок програмно! реал!зацп окремих фуншй при вим1рюванн1 часових параметра сигнал!в досягаеться зниження загапьних апаратних витрат, але частотний д1апазон таких пристроив обмежений зверку тактавою частотою МПС i сягае К1лькох десятк!в к!логерц для фазометр!в i к!лька сотень

кыогерц для частотам!р!в.

Особлив!сть под!бник реал1зац!й фазометр!в у тому, да нав1ть на низьких частотах кут зсуву фаз може бути до-ситъ малою величиною 1 вим!рята його програмним методом з прийнятною точнютю неможливо.

Зроблений висновок про ефективне використання м1кропро-цесорт в таких системах при оптимальному розподш викону-ваних функция м1ж апаратними 1 программами засобами Свисо-коточна швидгашюча апаратна частина - вх1дн1 пристрот. л1чильники. 1 "пов1лькод1юча" програмна - тдрахунок !м-гтульс!в переповнення, анал!з 1 воображения данник).

У висновках до розд!лу вказан! недол1ки 1снуючих пристроив 1 систем. СФормульована мета подальшля дослужены розробка нових метод!в 1 структур первинних вим1рюва~ 41 в часовня параметр!в сигнал!в, 1 фазометр! в зокрема. з метою оптим!зэдп 1к тсхн1ко-економ!чних характеристик.

У ДРУГОМУ Р03Д1Л1 подана ошнка ефективност1 розподш програмних 1 апаратних фуншй при реал!зацн засоб!в вим!-рювання СЗВЗ часових параметра сигнал!в з використанням м1ксопроцесоР!в.

Запропонована методика розпод!лу програмних 1 апаратних функхцй ЗВ, яка грунтуеться на визначенн! економ1чно! ефективност! ствставлених вар!ант!в. ЕФективн1сть деякох системи можливо ощнити показником Е = П/Ц, де П - результат використання засобу, коли поставлен! перед ним завдання ви-конан! повн!стю. Ц - затрата на створення ! експлуатацш системи. В результат! сшвставлення апаратних. програмних 1 програмно-апаратних реалхзашй проведена ощнка ефективност! програмно - апаратно! побудови ЗВ в 1ВС для ви-значальних параметр1в тако! системи - швидкодп СТ) ! точ-н0ст1 си

па/ с 23

I - показник комплексно! продуктивное^ системи: , М - середне деяко! величини П:

Пд - характеристика апаратно! реал!зацп ЗВ:

ППА - характеристика поограмно-апаратно! юал!зади ЗВ.

П1двимшня продуктивност! системи, яке обумовило зб!дь-шення I! шни. повинно бута компенсовано в1дпов1дним шдви-ценням 11 визначального параметра.

Лля регшзацп часо-!мпульсного пере творения програмни-

ми Спрограмно-апаратнимЮ методами проведений анал!з режим! в робота МП. Вид!лен! особливост! використання МП в ФМС в двок режимах- програмному 1 передавання. Розглянутг алгоритш робота ШС э тапрвими циклами обмш ланими м!ж первинним датчиком 1 ы!кропрошсором. Запропонований метод пшграмного формування посл1довност1 квантуючих 1мпулъс!в, який дозво-ляе спростити процедуру обм1ну 1 зб1льшити частоту програмно генерованик квантуючих 1мпульс1в не менше. Н1ж на 25%.

При програмник реал!зашях окремик фуккшя при вим!-рюванн! зсуву Фаз до похибок первинного датчика додаються похибки мхкропроцесора, обумовлен! характером перетворень. Автором проведена отнка таких фактор1в: а) обмеженлсть роз-рядно! с1тки МП; .63 покибка при виконанн! математичних Д1й.

Розроблений програмний метод реая1зацп алгоритму ви-М1рюання зсув1в Фаз, 61льших 368° СКФЗ). Розглянутий метод базуеться на вид! лент 13 структури кумулятивного фазометра лГчильного блоку, який гидраховуе к1льк!сть Фазовик цикл1в сфш. Приедай ракунку щ рееструе 1 п!драховуе к!льк1сть перекод1в кута зсуву фаз через 291(368°) 1 в за-гальному випадку е там же фазометром в якому в якост! кута

зсуву Фаз виступае КФЗ, а в якост1 вз!рцево1 м!ри ви-користовуеться повний фазо-вий цикл. Розглядаши прист-р1й ракунку ФЦ, як аналог НЧ Фазометра 1.виходячи з умови, що в двок сус1дн1к вим1рак к1лькють ац не може зрости Сзменшмтисъ) б1льше, н!ж на одиницю. автором запропонований алгоритм програмного п1дракунку к1лькост! <Щ з використанням чергування стану разряду готовности.. Алгоритм програмного п!дракунку кшкост! <Щ 1 часов! дхагра-ми представлен! на рис.1.

Ф ц'

А У

кфз

Рис. i а..

Стра$ числа &ии:р1&

ФЦО

ФЦ1

К/льк/еть ФЦ

Г>то6н. <Ьи, Рис. ■/ 5*.

+иа,

%

- -+ Т/2

Рчй. 2.

<рцг

В ©-1С необх!дний ана-л!з 1 ампл1тудних сп1вв1д~ ношень вим!рювальник сигна-Л1в. Автором заппропонований фазовий метод вим!рювання ам-пл1туд сВ1дношения амплтдз сигнал!в. На рис.2 часовий 1нтервап тривалютю Т визначаеться точками перекоду гар-мон1чного сигналу через р1вн1 + и а Оде ржаний ви~

раз для амшитуди сигналу з перетворенням в часовий 1н-тервал

23ГП:

Ут собес

АТ

- ц0 собес

А

4

а також в!дношення двок сигнал!в

С 33

амплтд

рл /1 / 1 \Г/2 /1 / ' *

] ' \ АТ /1 / 1

-и0 •С т/Л

ит1 _ йп (У иг/4)

С 43

ит* ип(?щ/А)

Похибка вим!рювання напруги визначаеться покибкою задания опорно! напруги Ц0 1 покибкою вим!рювання часового !нтервалу. При вим1рюван~ н! в1дношення амшитуд за-гальна похибка включае лише похибки вим!рювання ча-сових !нтервал!в обок сигна-л!в.В1дносна похибка вим!-Р1в ампл1туди визначаеться за виразом:

С 5)

Запротодаваний метод вим!рювання амгштуд мае структуру реал!зац1ю, аналопчну вимюювачу р!знищ фаз.

Нев1д'емною складоваю частаною автоматазованих ФМС е пристро! тестування i д!агностики. Для таких систем пот-Р16Н1 не етагони, а пристал Ш8!рки ai специф!чними власти-власти востями, до обумовило розробку нового метода побудови лристро!в програмно! генерашл Фазовик зсув!в - кал1братор!в Фаз. Проанал1зован1 основы! характеристики i джерела похи-бок. суть методу полягае в слшючому: повний перюд сигналу (напр. гармон1чного) 13 задании кроком Формуеться в па-м'ят1 ЕШ. Наб1г фази, який в1дшв!дае одному дискрету, визначаеться за Формулою &ч>-гдс!ы. де N - к1льк!сть адрес1в залам' ятовуючого пристрою СЗГО. де сфоршваний повний перюд сигналу. Значения задано! Функци зчитуеться з репст-ра адресу послиовно в режим1 шкрементнох адресат ï з частотою тактового генератора мпс. Частота сигналу f - i/л/т. де Т - перюд тактовин !мпульс!в. Аналог!чно вшуваеться загрузка в ЗП сигналу другого каналу. Початковий Фазовий ЗСУВ дУ . Де П = 0. 1, 2... N -1. ДЛЯ ЗМ1НИ

частота сигналу в каналах в репстр адресу заноситься число К i частота вихиних сигнал1в буде £ = к/7/т . Яша частота заданого сигналу не кратна частот1 основного Сзаписано го в ЗП), запропоновано використата дробову частину шкрементного адресного репстоа с мантису числа), при такому тдход! до задания сигналу ордината з репстра адреса на вх!д ЦАП подашься нер1вномтю. Ile викликае появу видах гармон1к, обумовлених двома основними Факторами:

а) к1нцевою розд1льною здатнютю записаних значень ординат сигналу:

б) квантуванням форми сигналу в час! з деяким к1нцевим кроком. Розглянута поява гармон1к, обумовлена часовим квантуванням. Показано, коли в адресний репстр записана число

+ , де w - шла частина числа. L/M - його

мантиса CL i M не маюгь стльного знаменника). то цифровий спектр буде дор1вншати

Ак(к)2ШПи-Ь>о-к(Щ)] . СЮ

а коеФшенти АСк) знаходитись за виразом

С 7)

де - двдбова частина числа смантаса).

Сшввшошення сигнал/завада, визначене як в!дношен- • ня ПОТУЖНОСТ1 ccHOBHOi гармонии до суш потужностей вищх rapMOHifc визначаеться як

1з С 33 випливають висновки:

1. Для м = i Смантаса р!вна нулю) коефниенти А CO. L, О, М) = i i вищ1 гармон1ки В1дсутн1.

2. Для Ф1ксовано1 киькосп виборок N ACO. L, М) е функцией в1д м 1 в1днош8ння сигнал/завада падае в!д м .

3. Для Ф!ксованих м А со. L, М) зростзе в1д N i вшо-шення сигнал/завада можливо вибрати як завгодно великим в!д N.

Виходячи з вищесказаного сформульован! ochobhí вимоги до прсграмних реал!зац1й генератор!в Фазових зсув!в при вико-ристанн! HepiBHOMlPHOl виб!рки.

У ТРЕТЬОМУ розд!Л1 розглянут! динам1чн1 вим1рювання куму лятивних Фазових зсув1в з точки зору тдвишення точност! вим!рювань шляхом анал1зу збитково! !нФормацп. Розроблен1 алгоритми анал!зу тако! 1нФормацп. Представлена структура програмно -• апаратно! реал!зацп кумулятивного фазометра 31 збитковютю Спрограмна реал!зац!я л!чильника фазових цикл!в i апаратна - вим!рювача кута зсуву фаз в межах фазового циклу). Вих!дними параметрами для анаизу s часов! 1нтервали. сформован! окрешш блоками при переход! вим!рювальних сигнал! в через характеры! точки. Блок часо-1мпульсного перетворення пе-ретворюе тривал!сть основних i додаткових !нформац1йних !м-пульс!в в цифровий код. В МПС за найб!льш близьким до оптимального алгоритмом вШуваеться анал!з bcíei !нформацп 1 обчислюетъся кут зсуву фаз. таким чином анаиз збитковох 1н-формацп в псюцес! динам!чних вим1рювань як би зам!нюе стати-стичний анал!з при багаторазових вим!рюваннях незм!нного в

час1 КЗФ. Розроблеш 1 проанал!зован! алгоритми вим!швання фазових зсув1в, б!льшик 360° для слшючих випадов:

а) на вход! пдосутш високочастотн! завади. як! створюють хибн! переходи через нульовий р!вень:

б) на вход1 присутн1 високочастотш завади 1 вШуваеться змшюння нуль - переход!в:

Побудований зпдно таких алгоритм!в Фазометр доэволж отри мзти N значень величини фазового зсуву в1дпов!дно до к!ль-кост! сформованих Фазових !нтервал1в.

В робот1 представлен! реал!заци чассымпульсного пере творения при побудов! л!чильного блоку на швидкодиочих схемах оперативник залам' ятовуючих пристроха (ОЗГО, якз дозволять скоротита апаратн! затрата в ОМС в циому. запропонований принцип, який дозволяе перейти в!д паралельно! передач! ^формат! по мапстрал! до послшвноь то пшищуе завадоепй-кють системи.

Суть методу в тому, то «алыисть квантуших !мпульс!в. як! заповншгь Фазовий !нтераап, не шдраховуеться л!чильником. а п0сл1д0вн0 записуеться в ком!рки пам ят!. Число 1нФормац!йних вход!в схем пам ят1 визначае к!льк!сть вим!ршааьних канал1в. а адресный проспр - число квантуших 1мпульс1в. Причому, чим б!льша к!льк1сть канал!в, таи сутгевняе скорочення апаратур-них витрат.

При динам1чних вим!рах, коли величина фазового зсуву зшнкеться плавно без роэрив!в, 1, я кто випадков1 а!дхилення фази незалежн!. то можливо отнити середньоквадратичне в!д-килення ССКЮ за методикою, яка викориеговуе той сусиш ви-м!ри , ^, . Автором отшманий анал!тичний

вираз для ошнки СКВ динам!чних вим!рювань фазових зсув!в

де ^ + • п - К!ЛЬК1СТЬ ВИМ1Р1В.

Проведений анал!з похибкм вим!рювань, коли зм1нкеться ! за квадратичной залежн1ст або и можливо апроксимувати квадратичною залежнлетю. Зроблен! узагапьншч1 висновки для випадку. коли зм!на мае складний характер. За ошнками по-хибки вим1р!в плавно зм!нюваних величин розроблена мето-

СЮ)

дика П0В1РКИ имс, в яких величина тазового зсуву безперервно зм1нюеться в процес! вим!рювання Слазерн! вим!рювач1 mikpo- • перемщень).

У ЧЕТВЕРТОМУ Р03Л1Л1 представлен1 практичн1 розробки ФМС, даний анал!з ïx структурно! 1 схешм побудови, а також результата моделювання i експериментальник досл1джень таких систем. Зроблено висновок, що при в1домому закон! зм1ни похибки кожного вим!ривання кумулятивного Фазового зсуву при : його безперервн!й зм1н1 1 в статичному режим1 пшягають од-наковим законам розподглу, близьким до нормального. Проведена поршняльна характеристика змодельованик закон!в розпод!лу випадкових величин 1 експериментальн! досл!дження розробле-них ссмс показали суттеве в!дхилення закону розподш величи-ни лУ> В1Д нормального ! наближення його до двоимо дальнего.

У розд1л! представлен1:

1. Результата математичного моделюання на ЕОМ закон!в розпод!лу величини л У виходячи з умови, що вим!рю-вання вказано! величини з допомогою засобхв i метод!в. ви-користаних в робот!, пшягають нормальному закону розподш. Розроблен1 алгоритми !м1тац!1 масив1в даних вим!рю-вання . ! проанал1зован! результата анализу закон!в ïx роз-под!лу. Виходячи з того, що похибки статачних вим1рювань

! похибки липйно зм!нюваних з часом Af п!длягають однако- -вим законам розпод!лу, для ik анал!зу використан1 загаль-ноприйнят! методики статастичного анал1зу.

2. Описана структура, алгоритм робота i анал1зу 1нФор-мацн автоматазованого Фазометричного комплексу для лазер-них вим!рювань перемщень, який включае кумулятивний фазометр, цифровий генератор фазових зсув1в з програмним заданиям ïx величини. Визначена максимальни частота .МП циклу обм!ну свводу/виводуз. Описана структура програми форму-вання цифрових код!в КФЗ при використанн1 алгоритм!чного методу Срозд!л 13 ! програмно-апаратного методу срозд!л 2) вимгрювання КФЗ. В результат! досл!джень системи зроблено висновки:

аз систематична похибка кумулятивного фазометра зали-шаючись иабшжвт поспйною в дюпазон! С 0° - Зб0°-л/ ) суттево залежить В1д частота;

б) величина середньоквадратичного вхдхилення р!зко зростае на частотах в!д 2 МГц ! вще:

в) при використанш програмованого генератора Фазових зсув1в отрицаний двохмодальний закон розгашлу величини КФЗ.

Розроблений Фазоштшчкий комплекс демонструвався на п М1жнародн1й виставц! "Метролопя - 86" в склад! !нтерферен-ц1иного пристрою на баз! растрового електронного м!кроскопа "М!крон - 81".

3. Розроблена програмно-апаратна реаизащя 16-каналь-ного ампл!фазоматра: описана його структура, алгоритм робота 1 особливоеп: приведен! результата експериментальних досл!джень.

У ДО ЛАТКАХ представлен!:

1. Програми анал1зу. даних вим!рювань КФЗ для лазерного вим!рювача перемщенъ. Результата експериментальних досл!д~ жень кумулятивного фазометра лазерного вим1рювача леремщень при р1зних величинах масив!в даних з р!зними типами кал!б-ратор1в Фаз.

2. Структура, алгоритм попереднього анал!зу 1нФормац11 в 1ВС котролю Форш поверхн.!, програми анал!зу !нФормацн.

3. Результата моделювання закон!в розпод!лу даних ви-м!рювань.

4. Програма ! методика досл!джень ФМС.

5. Акта впровадження ! використання результат!в НДР.

6. Акта метролопчнох атестаци пристроив фазометрич-них систем .

ОСНОВН1 РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ.

1. Пор!вняльний анал1з метод!в програмнох 1 апаратно! реаизаци вим!рювання часових парамешв сигнашв виявив 1х недол!ки. Програми! методи дозволять зменшити апаратн! вит-рати ! зменшити тну системи, але придаТн! лише для досить низьких частот Содиниц! - десятки к!логерц); апаратн! методи зб!льшують шну Сапаратурн! витрата) особливо для багатока-напьних систем. Тому виникае нагальна потреба в розробц.! програмно-апаратних метод!в побудови, як1 б дозволили об'ед-нати переваги вказаних вще реал!защй.

2. Проведений анал1з метод!в ! засоб!в реал!зацп часо-!мпульсного перетворения програмними чи програмно-апаратними методами, на основ! якого запропонован! методи вимшювання

кумулятивных фазових зсув1в i а1дношення амшитуд гармон!ч~ ник 1 радюсигнал!в.

3. Розроблений алгоритм!чний метод вим1рювання КФЗ, суть якого полягэе в созд!льному вим!ршанн1. ¡с1лышст1 фц (3 програмною реал 1 затею цього блоку) 1 кута зсуву фаз Сз програмно-апаратною реал!затею блоку 41П) i подальшого ы анал!зу 1 об'еднання в МПС.

4. проведений анал!з визначальних характеристик м!к-ponpouecopiB i режим!в ix робота для реал!зацп чааым-пульсного перетворення програмним 1 програмно-апаратним методами. Розроблен! нов! методи i засоби побудови пшстрот вим!рювання к!лькост! Ш в м!кропроцесорних вим1рювальних системах.

5. Запропонований i реал!зований Фазовий метод вим!рю-вання ампл!туд i в!дношення ампл!туд радюсигнал!в, який забезпечуе ун!Ф1кащю канаив ФМС. 0триман1 анаттичн! ви-рази для отнки похибки методу.

6.' Розроблений новий метод п!дранунку kiлькост! 1мпуль-с!в при реал!заци часо-1мпульсного перетворення на основ! швидюшючих схем ОЗП в багатоканальния фазових системах, який дозволяе скоротити апаратну частану без попршеня мет-ролопчних характеристик, причому, чим б!льиа к!льк!сть вим!-рювальних канал!в в I ВС, там суттевияе скорочення апаратур-них засоб!в.

7. Запропонована методика ощнки похибки плавно зм!нюва-них кумулятивних Фазових зсув!в. Отриман1 анал!тачн1- сп1вв!д-ношення для випадку лшршо зм1нюваного зсуву фаз, -а також для зм!ни КФЗ за квадратичним законом.

8. Розроблен! допом1жн! пристро! контролю ! тестування ИМС. як! включають програмн1 реал!зацп генератор1в фазових зсув1в. Проведений анал!з похибок програмно! реал!зацп ка-л1братор!в фазових зсув1в, вироблен1 вимоги до проектування таких пристроив в склад! owe.

Розроблен! д!»ч! зразки Фазометрхв для вим1рювання великих Фазових зсув!в Сбивших 368° ), програмованих кал!брато-р!в Фаз, багатоканальних ампл!Фазометр!в.

основы! положения дисертацп вшбражен1 в роботах:

1. Гульчак Ю. п., Голубев А.П., Календин В.В., Супьян В.Я., Троцишин И. В. Цифровой измеритель больших сдвигов фазы// Приборы и техника эксперимента.-198?.-N3.-С.229-238.

2. Гульчак Ю. П., Троцишин И.В., Голубев А. п.Автоматизированный фазометрический • комплекс лазерного измерителя малых переметений// Научно-техническая конференция " Системы контроля параметров электронных устройств и приборов": Тезисы докладов.- Киев, 1986.- С. 28.

3. Гульчак Ю.П., Голубев А.П., Супьян В.Я., Троцишин И.В. Автоматизированный фазометрический комплекс на базе ЭВМ " Электроника 68" //Приборы и техника эксперимента.-198?. -N6. - С. 61-64.

4. Гульчак Ю.П. Микро-ЭВМ в фазометрической системе контроля поверхностей изделий микрозлектроники//научно-техническая конференция "Современные проблемы фазоизмерительной техники и ее применение": Тезисы докладов: Красноярск, 1989. -С.158.

5. Гульчак Ю.п..Супьян В.Я.Предварительный анализ информации в быстродействущих измерительных комплексах //Научно-техническая конференция "Диагностика и коррекция погрешностей преобразователей технологической информации СДКП-833": Тезисы докладов. - Киев. 1989.- С.37.

6. Гульчак Ю.п. Управление и обмен данными в Фазометрической системе для измерения малых длин//Научно-техническая конференция "Элементы и узлы современной приемно-усили-тельной аппаратуры":Тезисы докладов. - Москва, 133Q.- с. 42.

7. Гульчак Ю.П..Похилюк А. П., Измерение параметров сложных радиосигналов в многоканальных системах // Научно-техническая конференция "Современные методы радиоизмерений в диапазонах высоких частот СВЧ) и сверхвысоких частот ССВЧ)": Тезисы докладов. - Новосибирск, 1991.- С.89.

8. Гульчак ю.П., Похилюк А.П. Многоканальный амплифазометр фазовых радиосистем/ В кн. Радиотехнические устройства контроля и обработки информации. Тематический сборник научных трудов. -К.: УМК ВО, 1992.-С.71.

9. Гульчак Ю.П. Програмно-аларатн1 методи вим1рювання зсуву Фаз //III науково-техн!чна конференшя "Вим1рювальна та обчислювальна техника в технолог!чних процесах i конверсзл виробництва": Тези допов!дей.- Хмельницький, 1995.- С.148.

ГУЛЬЧАК ю.П. Исследование и разработка программно-аппаратных методов измерения временных параметров сигналов в устройствах фазометрических систем.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности (35.11.08 ~ ралиоизмерительные приборы: Винницкий государственный технический университет,. Винница, 1996.

Защищается 14 научных работ, которые содержат теоретические и экспериментальные исследования методов и средств измерения больших сдвигов Фаз (больших 368 ) и амплитудных соотношений в фазометрических системах. Разработан новый программно-аппаратный метод измерения большх сдвигов Фаз, а также измерения отношения амплитуд сигналов. Предложена методика оценки погрешности измерений плавно менящихся фазовых сдвигов. Осуществлено внедрение лазерного измерителя перемещений как вторичного эталона в органах госстандарта.

GULCHAK Yu.P. Software-hardware method of measuring time parameters of signals In phasomstrlc system devices.

The thesis for the seeking of the scientific degree of candidate of technical sciences on speciality 85.11. S8 -Radio-measuring devices Vinnitsa State Technical University, Vinnitsa, 1996.

14 scientific works which contain theoretical arid experimental Investigation of methods and means of measuring large phase shifts С more than 360 3 and amplitude relations -in phasometric systems are being defended. A new software-hardware method of measuring large shifts of phase as well as measuring signal amplitude relation was developed.- A technique of measuring error estimation of smoothly changing phase shifts was proposed. Hie industrial installation of a laser meter- of-microlengths as a secondary reference in metrologies! departments was made.

Ключов! слова: фазометрична система, кумулятивний зеув Фаз, часо-1мпульсне перетворення, програмно - anaparai мето-ди, Функшя розпод1лу, 1дентиф1кащя.